高速列车转向架构架动应力计算与疲劳全寿命预测

• 作者: 卢耀辉 向鹏霖 曾京 陈天利
• 来源期刊: 交通运输工程学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 转向架构架 动应力 模态 疲劳损伤 裂纹扩展寿命 S-N曲线
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 所属期刊栏目: 载运工具运用工程
• 页码范围: 62-70
• 页数: 9页
• 分类号: U270.12
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1671-1637.2017.01.008

摘要

建立了车辆结构的刚柔耦合动力学模型,对比了刚性构架和柔性构架的振动响应,计算了构架的载荷谱;分析了应力谱转化方法,利用有限元方法与多项式拟合方法计算了构架的动应力谱;基于动应力谱与相关标准,运用线性累积损伤理论与疲劳裂纹扩展寿命Paris方程计算了构架的疲劳全寿命.计算结果表明:相比于多刚体车辆系统动力学模型,采用考虑构架柔性的车辆系统动力学模型计算的构架振动加速度响应在构架固有频率36.94～95.53 Hz范围内的幅值较大,因此,构架的模态对振动响应的贡献显著;将载荷谱转化为应力谱的多项式拟合方法与瞬态分析方法相比较,应力误差最大值为1.16 MPa,相对最大误差为3％,满足工程分析5％的计算精度要求;基于疲劳损伤理论计算的可靠度为95％的构架疲劳寿命为1.82×106 km;构架危险关注点裂纹由1 mm扩展到2 mm的寿命为1.76×106 km,满足中国高速列车车辆检修标准中制定的五级检修周期为1.2×106 km的要求.可见,构架模态参与下的动态应力谱计算方法与构架的疲劳全寿命预测方法可靠,有益于构架的动态设计与维修周期的制定.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	曾京	西南交通大学牵引动力国家重点实验室	225	3328	32.0	46.0
2	陈天利	西南交通大学牵引动力国家重点实验室	14	140	6.0	11.0
3	卢耀辉	西南交通大学机械工程学院	35	308	11.0	17.0
4	向鹏霖	西南交通大学机械工程学院	5	19	2.0	4.0